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        零ESR濾波電容對(duì)反饋回路補(bǔ)償?shù)挠绊?/h1>
        作者: 時(shí)間:2011-03-31 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

        如果你設(shè)計(jì)的是反饋回路,那么負(fù)反饋就是你忠實(shí)的朋友,對(duì)穩(wěn)定性有好處;而正反饋則會(huì)把你的變成一個(gè)震蕩器。反饋回路使用的是反相,相移為180度。但還有一些其它的因素會(huì)影響這個(gè)180度相移,如果影響過(guò)大,就會(huì)超過(guò)你的裕度,可能將友好的負(fù)反饋?zhàn)兂晌kU(xiǎn)的正反饋。

        除提到你的電源為電壓模式控制外,你沒(méi)給我任何有關(guān)電路的細(xì)節(jié),但這不妨礙我回答你的問(wèn)題。一個(gè)人智商很高(順帶一提,是181)有這個(gè)好處:對(duì)這類電路細(xì)節(jié),即使你沒(méi)有說(shuō)清楚,我也幾乎了如指掌。你使用了一個(gè)降壓轉(zhuǎn)換器,其輸出有一個(gè)類似下圖所示的LC電路:

        inductor_fig-11

        scope-fig-1

        圖1:SPICE仿真

        假設(shè)電容的ESR為零,該LC就是一個(gè)低通濾波器,其-3db拐點(diǎn)頻率為:

        fcorner

        這是一個(gè)雙極電路,因此其拐點(diǎn)頻率以上的頻響曲線斜率為-40dB/decade(12分貝/倍頻程)。圖1的SPICE仿真結(jié)果可看到這一點(diǎn)。請(qǐng)注意拐點(diǎn)頻率附近的輸出特征諧振“峰”(圖中實(shí)線)和0到180度快速相位變化(圖中虛線)。由于相位變化很快,回路很難穩(wěn)定。該頻率附近的任何信號(hào)都會(huì)很快變成正反饋信號(hào)。怎么了得!

        作為經(jīng)驗(yàn)之談,當(dāng)電路(指單極電路)處于最大相位滯后為90度的零增益時(shí),頻響曲線斜率最好為-20dB/decade (6分貝/倍頻程)。那就要有辦法將-40dB/decade變?yōu)?20dB/decade而不需增加任何成本。我們可用一個(gè)寄生元件來(lái)實(shí)現(xiàn)這樣的頻響…即借助電容的ESR來(lái)實(shí)現(xiàn)零增益時(shí)所希望的頻響。

        電阻RESR和電容CAP構(gòu)成的RC電路的拐點(diǎn)頻率為:

        fesr1

        在該拐點(diǎn)頻率以上,頻響曲線的斜率從-40dB/decade變成 -20db/decade….這正是零增益時(shí)我們想要的結(jié)果。就讓我們來(lái)看看,在我們感興趣的頻率范圍內(nèi)增加一個(gè)適當(dāng)?shù)拇?lián)ESR(100毫歐),頻響會(huì)怎樣?

        scope-fig-2

        圖2:增加電容ESR

        注意:現(xiàn)在的相位是按90度變化,而不是180度。

        ESR最好小點(diǎn),畢竟ESR上的損耗意味著能量浪費(fèi)。因此,人們都喜歡ESR為零的電容(包括陶瓷電容)。不過(guò),我們還必須考慮電源回路的設(shè)計(jì)。通常,這相當(dāng)于在單零點(diǎn)(Type-2)補(bǔ)償電路上添加一個(gè)電容來(lái)構(gòu)成一個(gè)雙零點(diǎn)(Type-3)電路。如果有機(jī)會(huì)的話,我很樂(lè)意在以后再詳細(xì)討論這種雙零點(diǎn)補(bǔ)償電路。另一個(gè)簡(jiǎn)化反饋電路的方法是使用電流模式控制(這種模式允許我們將輸出等效成一個(gè)電流源,并將濾波電感從反饋回路去除。



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